【摘要】在供配電網絡運行的過程中,網絡運行結構的科學合理能夠有效的提高其經濟運行效率。然而在供配電網絡結構中,電能的損耗是不可避免的問題,只有通過合理的措施來降低供配電網絡結構的損耗,從而才能讓線路的經濟運行得到有效保證。本文以供配電網的結構形式作為切入點,淺要分析了現(xiàn)階段供配電網絡結構的電能損耗,并針對性地提出了一些降低供配電網絡結構損耗的措施,希望能為廣大業(yè)內人士提供一些可供參考的意見。
【關鍵詞】供配電網絡結構;降低損耗;合理措施
引言
供配電網絡和電能用戶的聯(lián)系非常緊密。這是因為供配電網絡會直接影響用戶的供電質量和供電可靠性。供配電網絡結構合理在很大程度上能夠為電力企業(yè)節(jié)約很多投入以及設備應用的費用,讓電力企業(yè)的經濟效益得到有效提升的同時也讓用戶的供電滿意度得到相應的提高。為了讓電力企業(yè)的經濟效益提高,促進企業(yè)的健康發(fā)展,采用合理的措施來降低供配電網絡結構的損耗成為了現(xiàn)階段配電網絡中亟待解決的一個重要問題。
一、供配電網絡結構形式
供配電網絡的網架是通過很多條線路組成的,這些線路可以分成分支線和干線。也可以分成經線、緯線和分支線。在供電線路中,不僅要保證線路分割和線路負荷持續(xù)穩(wěn)定的開展,也要讓使用用戶停電發(fā)生率得到有效的控制。故而,在實際工作開展中應該使用合理的線路結構,現(xiàn)階段通常采用相互連接干線的方式和干線分段方式進行。
在架空配電網絡中,實施相互連接和干線分段方式,將能對線路進行有效的管理與控制。線路使用中停電用戶數(shù)量減少的同時也能有效避免相互之間的干擾。但是在實際的連接和分段中,還是應該要重點考慮成本投入。圖1所示就是架空線路的連接示意圖。
圖1
二、供配電網絡結構的電能損耗分析
在供配電網絡中不可避免的存在大量的電能損耗,而線損通常指的就是這些電能損耗。供電線路的損耗和變壓器的損耗是供配電網絡中主要的損耗。而供電線路中的損耗主要是因為導體的電阻而引起的。每當負荷電流出現(xiàn)變化時,供電線路中的損耗也會相應的發(fā)生變化。
負荷電流主要是有無功電流和有功電流組成的,如果電能的輸送是一樣的,那么無功電流越小的話,供電線路的損耗也就越小。對于變壓器的損耗而言,通常分成鐵損和銅損兩種形式。具體內容如下所述:
變壓器在副邊產生激勵電壓時,鐵芯中的交變磁通會產生一定的損耗,這種損耗就可以稱之為鐵損?!拌F損”通常也稱之為空載損耗或者是勵磁損耗。
銅損通常指的則是變壓器線圈的電阻所以引起的損耗,和供電線路的損耗相似,可以讓功率因數(shù)提高來降低銅損。
但是變壓器在實際使用的過程中,產生損耗的現(xiàn)象是無法避免的,只有有效的對其進行
控制,盡量保持變壓器輕載,才能得到穩(wěn)定的損耗控制。
三、降低供配電網絡結構損耗的措施
(一)合理選擇低壓配電網的接線方式
在低壓配電網中,可以采用的接線方式比較多。根據我國的相關規(guī)定可知,下面這幾種接線方式是最常用的:單相二線制、三相三線制和三相四線制等。
在生活照明的供電中大部分都是采用單相二線制,而在動力供電中則采用三相三線制,生活照明和動力的混合供電多采用的則三相四線制。除此之外,在兩極電壓(110V和220V)的單相負荷中還可以采用單相三線制的接線方式,但是這種接線方式需要配置單獨的變壓器,所以正常情況下很少會使用單相三線制的接線方式。如果所供的線電壓、符合、配線距離、導線截面意義,負荷功率因素都等于10的時候,通過比較各種接線方式的技術指標和經濟指標可知,三相四線制的供電損耗和電壓降是最小的。其次依次為單相三線制、三相三線制和單相二線制,所以在選擇低壓配電網的接線方式時,應該盡量選擇采用三相四線制的接線方式。
(二)合理選擇最小線損的配電變壓器安裝位置
如果在安裝配電變壓器時實際的安裝位置不一樣,那么供電線路的損耗也會存在一定的差異。而配電變壓器如果和負荷中心的距離比較近的話,供電線路的損耗也就會相應降低。負荷中心是負荷距的中心,也就是輸送容量和輸送距離乘積的中心,而并不是負荷位置的中心。在對負荷中心進行計算時,應該要讓負荷中心兩端的負荷距一樣,也就是P1L1=P2L2。公式中P1P2表示負荷中心兩端的兩個負荷容量,單位是kW;而L1L2則表示負荷中心和兩個負荷點的距離,單位是m。負荷中心兩點的負荷分別為P1和P2,電流為I1和I2,線路長為L,那么配電變壓器和負荷中心兩端的距離L1和L2就可以通過下面的公式來進行計算:
每當P1大于P2,那么L1就小于L2。比如P1為100kW,P2為20kW,L為600m的話,那么通過上面的計算公式就可以計算出L1為100m,而L2為500m。如果負荷點的個數(shù)較多,那么在安裝配電變壓器時,最佳的安裝方案不一定要在負荷中心點安裝。因為在負荷中心點可能沒有安裝配電變壓器的合理位置。另外負荷中心中不會掛靠任何一個負荷點,后期的運行維護中就會存在很多的麻煩。所以在安裝配電變壓器時基本上都安裝在中負荷點,然后向其他一些小負荷點進行供電,這樣的安裝方式才能夠讓線路的總損耗降到最低。
另一方面,因為大負荷點具有比較完善的配電裝置,這樣就能夠為配電裝置的安裝提供合理的位置,在后期的運行維護時也會比較便利。
(三)環(huán)網運行方式要合理經濟
環(huán)形電網的自然功率分布通常不考慮各個線路中的無功損耗和有功損耗,而有功功率損耗的最小功率分布則是環(huán)形電網的經濟功率分布。環(huán)形電網的自然功率分布是根據環(huán)網中各個線段的阻抗成正比分布的,環(huán)形電網的經濟功率分布則是根據環(huán)網中各個線段電阻成反比分布的。
故而,要想對電網運行中的線損進行有效控制,降低其效率,就需要對環(huán)網運行方式進行分析與研究,尤其是開環(huán)與閉環(huán)的利弊。對于均一環(huán)網來說,其自然功率分布與經濟功率分布基本上是一致的,這時采用合環(huán)方式布線將能有效的降低線損。如果是非均一環(huán)網,當采用合環(huán)運行方式時就會出現(xiàn)循環(huán)電流,這時運行的線損就會增加。為了能夠讓線損得到有效控制,就可以選擇最佳的解列點來進行開環(huán)運行,在選擇最佳解列點時應該要讓開環(huán)后的功率分布盡量接近經濟功率分布,這樣運行的線損才能夠降到最低。
架空輸電線路具有距離遠、容量大的特點。對于高壓直流與高壓交流線路,在同等級的電壓情況下,高壓直流線路的輸電容量要比高壓交流輸電容量高出很多,一般為2到5倍。而在等效率的輸電功率下,直流輸電線路產生的線路損耗比交流線路損耗小,這主要是因為直流線路在輸送的過程中不會進行無功效率傳輸,其換流器的線損就會很小??梢?,架空高壓輸電線路采用高壓直流輸電線路比較合理,其效率比高壓交流輸電線路高。
四、結語
能源緊缺的問題在未來幾年內將會越來越嚴重。故而在電力企業(yè)的發(fā)展過程中,只有通過合理的措施來降低供配電網絡結構的損耗,才能促進企業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展,從而來為社會的經濟建設提供有力的支持。
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